下面是小编为大家整理的论文--危险气体泄漏报警装置设计,供大家参考。
兰 州 商 学 院 信息工程学院本科生课程设计报告 课程名称：
电子综合设计
设
计
题
目：
气体泄漏报警装置设计
系
别：
计算机与电子工程系
专
业 (方
向) ：
电子信息工程
年
级、
班：
学
生
姓
名：
学
号：
指
导
教
师：
2014
年 12
月
20
日
成 绩
气体泄漏报警装置设计 一、 【设计目的】
运用所学单片机及现代测控技术知识， 设计一个厨房可燃性气体泄漏情况的检测报警装置， 当厨房中天然气 （CH4）或液化石油气（HC104）
浓度大于某个数值（例 1 000ppm）时， 用蜂鸣器报警并发出控制信号， 启动抽油烟机。
二、 【指标要求】
（1）
分辨率：
8 位。
（2）
总的不可调误差：
ADC0808 为±2LSB,ADC 0809为±1LSB。
（3）
转换时间：
取决于芯片时钟频率， 如 CLK=500kHz时， TCONV=128μ s。
（4）
单一电源:+5V。
（5）
模拟输入电压范围：
单极性 0～5V； 双极性±5V,±10V(需外加一定电路)。
（6）
具有可控三态输出缓存器。
（7）
启动转换控制为脉冲式(正脉冲)， 上升沿使所有内部寄存器清零， 下降沿使 A/D 转换开始。
（8）
使用时不需进行零点和满刻度调节。
三、 【设计的原理】
1、 系统框图
通过 QM-2 采集可燃性气体浓度， 经 ADC0808 模数转换把数据传输给单片机 AT89C51， 单片机通过对 ADC0808转换来的数据进行处理， 当可燃性气体弄到达到设定为报警浓度时， 单片机将驱动报警电路， 开启蜂鸣器报警， 同时驱动排气电路， 开启抽油烟机进行排气， 单片机通过实时检测，当浓度降至报警浓度一下， 单片机发出信号关闭蜂鸣器和抽油烟机。
2.各模块工作原理的分析与介绍 2.1 气体浓度检测模块 可 燃性气 体 浓 度采集
A/D 转换模块
AT89C51
报警电路
排气电路
图 2.1 模拟气体浓度检测
由于在 protues 中没有 QM-2 及 QM 系列气体传感器，所以我们只能用别的器件代替， 因为气体浓度传感器 QM-2是通过电阻的变化实现对气体感应做出反应， 所以我们用一个电位器代替， 如图 2.1。
2.2 A/D 模数转换模块
图 2.2 ADC0808A/D 模数转换
因为单片机只能处理数字信号， 我们不能直接让单片机处理模拟信号， 所以我们要把气体传感器采集来的信号， 通过模数转换后才能传给单片机， 让单片机处理。
这里我们用的是 ADC0808， ADC0808 有 8 个输入通道， 这里我们只用了一个 IN0。
ADC0808 通过 IN0 接收电位器信号， 并把信号转换为数字信号从 OUT 口输出给单片机。
2.3 报警电路模块
图 2.3 报警电路
当检测到的可燃性气体浓度高于设定的报警浓度时， 系统通过软件响应 P3.5 驱动报警电路， 知道浓度低于设定的报警浓度为止。
2.4 排气模块
图 3.4 模拟排气模块 图 2.4 是一个模拟排气模块， 这里我们用一个马达代替了抽油烟机， 同样的当单片机检测到的可燃性气体浓度大于了设定的报警浓度时， 单片机通过响应 P2.7 口驱动马达进行排气动作， 直到可燃性气体浓度低于这个报警浓度时， 单片机又会响应 P2.7 口， 给一个高电平关闭马达， 停止排气。
四、 【仿真与仿真结果分析】
4.1 编程软件简介
Keil 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一， 它集编辑、 编译、 仿真于一体， 支持汇编、 PLM 语言和 C 语言的程序设计， 界面友好， 易学易用。
图 4.1.1 设置生产 hex 文件
图 4.1.2 程序编译并生成 hex 文件 4.2 仿真软件简介
Proteus 软件由 ISIS 和 ARES 两部分构成， 其中 ISIS是一款便捷的电子系统原理设计和仿真平台软件， ARES 是一款高级的 PCB 布线编辑软件。
Proteus 具有和其他 EDA 工具一样的原理图编辑、 印刷电路板(PCB)设计及电路仿真功能， 最大的特色是其电路仿真的交互化和可视化， 通过 Proteus 软件的 VSM(虚拟仿真模式)， 用户可以对模拟电路、 数字电路、 模数混合电路、单片机及外围元器件等电子线路进行系统仿真。
4.2.1 图
即为 Proteus 的工作窗口。
图 4.2.1
Proteus 的工作窗口 4.3 仿真测试
对系统电路进行绘图仿真， 主要测试一下几点：
（1）
无可然气体泄漏时系统工作是否正常，
（2）
可燃气体超标是系统工作是否正常，
图 4.3.1 低于设定报警浓度时的仿真 在此设计中， 我们把“报警浓度” 设为了 3.3， 图 4.3.1浓度为 2.55 低于设定的报警浓度， 没有达到报警跟排气的要求， 所以从图中可以看出， 马达跟蜂鸣器都没有工作。
图 4.3.2 高于设定报警弄刚度时的仿真 从图 4.3.2 中可以看出来， 马达跟蜂鸣器都已经开启了，再看此时的浓度为 4.40， 大于设定的报警浓度， 所以单片机
驱动了报警电路和排气模块。
五、 【元器件清单】
名称 型号 数量 单片机 AT89C51 1 传感器 MQ-2 1 模 /数转 换芯片 ADC0808/ADC0809 各 1 蜂鸣器 5V 1 抽油烟机 220V 1 电阻 R1 0.05K 1 电阻 R2 1K 1 显示屏 LED 1 导线
若干
六、 【总结及改进思路】
通过此次电路设计， 加深了对课本知识的认识理解， 对电路设计方法和实际电路连接也有了一定的初步认识。
也对数字电子技术有了更深的认识， 同时在此次设计中也出现了许多的问题， 比如对编程软件和仿真软件的使用， 同时对于专业知识的理解不够透彻， 需要进一步加强学习。
在此次实验中没有加入手动的设计， 由于能力和时间的关系， 在这次实验中没能完成， 不过已经有了初步的想法，在今后希望通过自己的努力能更加完善这次实验。
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